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J20发动机的尾喷口

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发表于 2019-3-15 22:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 shalin 于 2019-3-15 22:47 编辑

J20发动机的尾喷口 | 微信公众号: 尖端防务
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4ODExNjg1MQ==&mid=2247483708&idx=1&sn=430ca3ab37f856e5d4953ab8bc495484&chksm=cf814220f8f6cb363c0a34a9715b9c1abdd9c020e8596ca984c4fb07c6d4a784f890b68d23d7&mpshare=1&scene=1&srcid=&key=4cf54c0f296f3db4c250a96198d4f63d91a91e1204304c535e7571f8dff35117ebda87c7cb7bcd439545b7fbf7433e73e8c6d08618da3a457177df19d14cb2d6a227622972f947a83431a7669ac1c04a&ascene=1&uin=MjM3ODM0NzEyNg%3D%3D&devicetype=Windows+10&version=62060728&lang=zh_CN&pass_ticket=WQDQhHtAyd2HVSfc6MMSgUyksXW0JjkP9%2Bu9P0Dr1micc0MdW7y1mA1lQ87E7vpp
1.webp.jpg
关于J20的发动机,还有一个谜团就是发动机的尾喷口。在网上,这个问题是一个比J20发动机本身更具争议性的话题。J20发动机的尾喷口和火焰稳定器看起来和AL31FN的一模一样,很多人据此认为,试飞阶段J20用的就是AL31FN的发动机。那么尾喷口和火焰稳定器在一台发动机里处于什么地位呢?实际上,对于发动机的主要部件来说,技术难度最大的部分是发动机的核心机,然后是风扇和低压涡轮,而尾喷口和加力燃烧室的技术难度最低。研制核心机要花一二十年的时间,换个风扇和低压涡轮,提高一下推力出个改型,可能要五六年。改一改尾喷口和加力燃烧室可能只要两三年。所以,仅靠尾喷口和火焰稳定器就能断定一台发动机,这事不怎么靠谱。

首先,从外观上看J20发动机的尾喷口和AL31FN确实一模一样,这一点基本上没问题。而火焰稳定器也看起来差不多,之所以说差不多是因为目前的照片都比较模糊看不太清楚,但是看起来确实很像。因为关于J20的发动机,官方公开消息很少,大家能获取的第一手资料基本上都是照片,在照片上看不到发动机的全貌,能直观看到的就只有发动机的尾喷口,最多也就是火焰稳定器了。但看外观,大家可能认为这就是AL31FN。结论得出后,就不会再仔细研究了。但如果你没有被这一惯性思维挡住眼睛,你会获得更多发现。让我们把视线从尾喷口往前移动一点点,看一看尾喷口和机身之间的连接部分。

仔细研究一下J20验证机和原型机的照片,你会发现,自2016号原型机开始,这个部分发生了一些变化,2016号原型机之前这部分机身锯齿和发动机之间是没有配合间隙的,而到了2016号原型机就开始出现配合间隙了。而这个狭窄的缝隙对一架隐形飞机来讲是很不利的,它非常接近于战斗机X波段火控雷达的工作波段长,会有很强烈的散射。那么,为什么会有这个配合间隙呢?是因为尾喷管扩张收敛的原因吗?我们再来看张照片。
2.webp.jpg
可以看到,不管喷口是扩张的还是收敛的,配合间隙依然存在,而且大小也没变化。再说了,之前的喷管就不会扩张收敛了吗?我们来看看AL31FN在其它飞机上的安装情况。
3.webp.jpg
       这个配合间隙是完全不需要这么大的,因为喷管扩张收敛需要做动作的是内外调节片和密封片,与机身相邻的弹性元件部分是不需要运动的,显然喷管的扩张收敛与此间隙无关。对J20来说,如果想要消除这个间隙,很容易,只要把机身锯齿部分直径做小一点就可以填补这个缝隙,但问题是为什么没有这么做。 4.webp.jpg 那么我们再来看看其它的照片,我们会发现这个配合间隙是会变化的,当一侧间隙变小时,另一侧会变宽。而且,变窄的位置并不固定,可能出现在任意一侧,如封面图。如果尾喷口只是在沿发动机轴线方向上扩张收敛的话,显然不会出现这种情况。那么这件事就只会有一个答案,答案就是――这个尾喷口就是个矢量喷口,可以朝任意方向偏转,而那个配合间隙就是为矢量喷管偏转预留的空间。2018年珠海航展上,有记者提问,何时J20会用上J10矢量推力验证机的发动机。J20总设计师杨伟回答道:你怎么知道没用上呢?这一回答再次证实了J20发动机已经装备了矢量喷口。换句话说,进入部队服役的J20已经装备了矢量推力发动机。
那么,很多人会觉得奇怪了,你都矢量喷管了,干嘛还要把AL31的喷口套自己身上?搞个锯齿形的尾喷口不好吗?其实这也很正常,WS10B的研制周期很短,想要尽快完成任务,找个现成的尾喷口,拿来改一改最省事。既然风扇和低压涡轮都借了太行发动机的,再借个尾喷口和加力燃烧室也没什么问题。那么问题就来了,为什么不用太行的尾喷口来改装,非要用AL31的尾喷口来改装呢?因为太行发动机的尾喷口是引射喷口,实际上可以分成两层,这两层是可以独立扩散收敛的。这就是说,两层喷管之间可能是个狭窄的缝隙,而且这个缝隙可能时大时小的,这样对隐形是非常不利的。间隙大了,可能接近预警机常用工作波段S波段的波长,间隙小了,可能会接近战斗机X波段火控雷达的工作波段长。
5.webp.jpg
       而且当喷管之间有间隙的时候会露出里面的很多小零件,再加上喷管内侧壁上的那些活动叶片,对隐形来说这要多糟糕有多糟糕。再加上J20的喷口是矢量喷口,喷口外调节片和内调节片的空间运动路径是很复杂的,如果还要同时实现引射喷管的功能,那喷口的结构就太复杂了。而拿AL31的的尾喷口来改是没有这些问题的。当年,我们引进AL31FN大修线的时候是仔细研究过这台发动机,仿制过几乎所有部件,对这台发动机是非常了解的,拿来修改应该也是轻车熟路的。那么,既然对隐形有这么高要求,为什么不搞个锯齿形的尾喷口呢?改尾喷口也不用很久啊。因为锯齿形的尾喷口多少还是有些推力损失的,毕竟此时的WS10B中间状态推力只是90千牛左右,加力推力也只是144千牛,而F119发动机的中间状态推力是105千牛,加力推力155.7千牛,推力上的差距还是很明显的。这种情况下推力损失还是要尽量避免为好。

      然后还有个问题,不是说太行的尾喷口不好吗,为什么2021号原型机的发动机又套个太行的尾喷口,外调节片还改成了锯齿形的。只能说,这个尾喷口临时试验的味道比较重,因为虽然外调节片的形状改了,但里面还是引射喷口,就隐身方面考虑,这是有点自相矛盾的。至于原因,前面已经讲了。那么以前不搞锯齿形喷口现在怎么又开始搞了呢,因为此时的发动机已经换成了WS15第二阶段的发动机,推力已经提升上来了,中间状态在108千牛左右,加力推力在156千牛左右。这些参数跟F119相比已经不落下风了。再加上J20气动设计上还有优势,锯齿形喷口带来的推力损失就不是个什么问题了。2017年9月出现的2021号原型机还只是个新发动机的试验平台,此时的尾喷口还不是最终的样子。而一年多后的第十二界珠海航展上,J10B矢量推力验证机向我们展示了隐形矢量尾喷管该有的样子,这个尾喷口可能才是WS15第二阶段发动机正牌的矢量喷口。微信公众号: 尖端防务
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发表于 2019-3-15 23:55 超大游击队员 | 显示全部楼层
本帖最后由 jingzhouln 于 2019-3-15 23:56 编辑

可信度非常高!信息量非常大!个别媒体一定会转载!屌爆了我认为!
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发表于 2019-3-16 00:00 超大游击队员 | 显示全部楼层
呵呵。        
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发表于 2019-3-16 00:08 | 显示全部楼层
一本正经的瞎扯淡,除了F119没几个数据正确
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发表于 2019-3-16 00:11 超大游击队员 | 显示全部楼层
浓浓的刀口风格!
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发表于 2019-3-16 01:02 | 显示全部楼层
这破事扯了多久了,不无聊么...
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发表于 2019-3-16 01:20 超大游击队员 | 显示全部楼层
无聊贴,锁了吧
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发表于 2019-3-16 01:53 超大游击队员 | 显示全部楼层
倒也是这么一回事,不失为一种可能
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发表于 2019-3-16 01:58 | 显示全部楼层
如果俺说,那个是给换装WS-15作的预留空间...... 有人信吗?
(话说,不带数据的回复不算泄密吧...... )
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发表于 2019-3-16 08:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
千里不留痕 发表于 2019-3-16 01:58
如果俺说,那个是给换装WS-15作的预留空间...... 有人信吗?
(话说,不带数据的回复不算泄密吧...... ){ ...

这么操作 如果15延迟怎么办
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发表于 2019-3-16 08:47 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

千里不留痕 发表于 2019-3-16 01:58
如果俺说,那个是给换装WS-15作的预留空间...... 有人信吗?
(话说,不带数据的回复不算泄密吧...... ){ ...

你确定15的直径比31大?其实就是包覆的蒙皮多往外延申,而那个部位是缩小的,所以就显得缝隙大,至于为什么外壳往外延申,倒是可以理解为预留一点点长度
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发表于 2019-3-16 09:26 超大游击队员 | 显示全部楼层
我觉得有道理,看了全文
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发表于 2019-3-16 09:27 超大游击队员 | 显示全部楼层
多数时候尾喷口偏转得很明显,有时候觉得奇怪,原来如此。
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发表于 2019-3-16 09:44 | 显示全部楼层
说的有点道理啊
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发表于 2019-3-16 09:53 超大游击队员 | 显示全部楼层
这不是刀口的文章嘛
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发表于 2019-3-16 10:09 | 显示全部楼层
刀口在发动机问题上魔怔了
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发表于 2019-3-16 11:20 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

wangwenliang 发表于 2019-3-16 08:47
你确定15的直径比31大?其实就是包覆的蒙皮多往外延申,而那个部位是缩小的,所以就显得缝隙大,至于为什 ...

直径大10CM左右;
长度,反而要短30~40CM。
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发表于 2019-3-16 11:25 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

qxkjfby 发表于 2019-3-16 08:32
这么操作 如果15延迟怎么办

主要是为了控制雷达波反射方向,面积率不像以前的机型那么好调整,所以干脆就多留一点“死空间”了......
反正A状态用太行改也能用。
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发表于 2019-3-16 11:26 超大游击队员 | 显示全部楼层
这就得出结论是矢量喷口?胡闹。
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发表于 2019-3-16 11:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
一本正经的胡说八道。

A1状态的20,不但喷口特征与AL31F一致,连声纹特征也一样。

至于WS15,这货03批次都没搞完,伊尔76平台也没上。真当歼20不值钱可以随便ceì啊
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发表于 2019-3-16 11:54 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

JUPP 发表于 2019-3-16 09:53
这不是刀口的文章嘛


不是刀大文章,虽然对j20尾部配合间隙的分析和刀大类似,

但是刀大的爆料是j20的发动机是ws15核心机装al31f的尾喷口,本贴作者却认为是太行核心机加

al31尾喷口,算是降级版的刀大马甲吧。

当然了,当年没有这么多高清照片的时候,刀大还是能从模糊照片科普j20发动机尾喷口和al31的巨大不同的。
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发表于 2019-3-16 12:10 | 显示全部楼层
扯这么多,还就是毛发,咋滴啦
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发表于 2019-3-16 12:29 超大游击队员 | 显示全部楼层
曾有大神说过是毛发我们改了喷口
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发表于 2019-3-16 13:19 超大游击队员 | 显示全部楼层
千里不留痕 发表于 2019-3-16 11:25
主要是为了控制雷达波反射方向,面积率不像以前的机型那么好调整,所以干脆就多留一点“死空间”了...... ...

我的意思是说 如果15延迟 是不是a状态始终留着那10cm的空隙 岂不是影响后面的隐身性能吗?
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发表于 2019-3-16 13:29 | 显示全部楼层
进入部队服役的J20已经装备了矢量推力发动机。---虾扯淡吗,刚刚打的假
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发表于 2019-3-16 13:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
都2019了还有这种积木发动机的论调?
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发表于 2019-3-16 15:28 超大游击队员 | 显示全部楼层
千里不留痕 发表于 2019-3-16 01:58
如果俺说,那个是给换装WS-15作的预留空间...... 有人信吗?
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为何手机版没有小老虎
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 楼主| 发表于 2019-3-16 23:25 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

文成水 发表于 2019-3-16 13:32
都2019了还有这种积木发动机的论调?

发动机的发展套路基本就是这样,先做出核心机,然后在核心机的基础上配上不同的风扇和低压涡轮搞成各种改型,核心机的潜力不够了,就改核心机,世界各国都是这么玩的。
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发表于 2019-3-17 00:47 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

qxkjfby 发表于 2019-3-16 13:19
我的意思是说 如果15延迟 是不是a状态始终留着那10cm的空隙 岂不是影响后面的隐身性能吗?

我倒是觉得是为了战时紧急换装WS-15留得后手。
真要开干,那时可不管什么发动机寿命了,性能优先。
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发表于 2019-3-17 00:50 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

祝融星 发表于 2019-3-16 15:28
为何手机版没有小老虎

我用手机上也没有的。
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 楼主| 发表于 2019-3-17 01:28 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

千里不留痕 发表于 2019-3-17 00:47
我倒是觉得是为了战时紧急换装WS-15留得后手。
真要开干,那时可不管什么发动机寿命了,性能优先。

如果真的要为更大直径的发动机预留空间,根本不需要预留那么大个缝隙,只要在机身里留足空间就行了,如果尾喷口不是矢量喷口到尾喷口那里封闭就行了,不用留下缝隙。换了直径更大的发动机,再把封口的地方做大一点就行了。说到底那个缝隙不是为扩大发动机直径预留的,而是给矢量喷口活动预留的空间。
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发表于 2019-3-17 02:20 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

shalin 发表于 2019-3-17 01:28
如果真的要为更大直径的发动机预留空间,根本不需要预留那么大个缝隙,只要在机身里留足空间就行了,如果 ...

也有这可能。
这种事估计连飞飞都不一定确定呢,也只有院所和厂家才能实锤了。大家也就是瞎猜猜。
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发表于 2019-3-17 08:49 | 显示全部楼层
楼主就是没事找事,J10的那个发动机外面的圈是可拆卸的,在维修,更换发动机的时候可以拆下来,而J20的是一体的,无法拆卸,如果做的严实合缝就好玩了,每次维修更换发动机直接拆蒙皮.
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发表于 2019-3-17 10:58 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

本帖最后由 cjdby_气动 于 2019-3-17 11:02 编辑
千里不留痕 发表于 2019-3-16 01:58
如果俺说,那个是给换装WS-15作的预留空间...... 有人信吗?
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同意, 就是留空间.  说明WS15要比从现在的直径大。
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发表于 2019-3-17 11:17 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

东方之符 发表于 2019-3-16 11:54
不是刀大文章,虽然对j20尾部配合间隙的分析和刀大类似,

但是刀大的爆料是j20的发动机是ws15核心机 ...

不不不,这家伙在前面还有帖子,还做了视频,内容观点就是歼20用的WS10B是用WS15的核心机装AL31F的喷管和风扇攒机攒出来的。

反正这观点我是很震惊的
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发表于 2019-3-17 11:20 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

cjdby_气动 发表于 2019-3-17 10:58
同意, 就是留空间.  说明WS15要比从现在的直径大。

不不不,WS15的涵道比小,直径应该不会比WS10更大。不过尾喷管要考虑推力矢量结构,可能会大一些。
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发表于 2019-3-17 13:33 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

本帖最后由 LantianYY 于 2019-3-19 20:27 编辑
hill124 发表于 2019-3-17 11:20
不不不,WS15的涵道比小,直径应该不会比WS10更大。不过尾喷管要考虑推力矢量结构,可能会大一些。

会,WS15总进气流量很大,就算按gongke101测量的0.2~0.25涵道比也有125kg/s的流量,比太行和AL-31F-M1都大,而且这还是很久以前改进前的数据
003.jpg
www.cn-ki.net_航空发动机核心机技术及发动机发展型谱研究4001.jpg

航空发动机核心机技术及发动机发展型谱研究8901.jpg
航空发动机核心机技术及发动机发展型谱研究9001.jpg
航空发动机核心机技术及发动机发展型谱研究9101.jpg
https://lt.cjdby.net/thread-2424995-1-1.html

表格中只要看最下面一行就行了,H代表高度0,M代表速度0,Ga表示进气流量,状态代表100%的转速,T1代表加力温度。上面那篇论文的时间是2011年,作者是燃气涡轮院的,当时WS15正处于验证机研制的阶段,因此相应的数据也就是在处于研制阶段的WS15验证机在高空台上的试验点。验证机阶段国内是按照原型机96%的指标来研制,也就是说在验证机阶段只需要达到原型机96%的性能指标就行了,因此也就是说原型机的推力一般比验证机达到的推力大5%。按照表格上130Kg/S流量的数据,WS15原型机的流量约为137Kg/S流量的级别,按照四代机单位流量推力为1.25到1.3Kgf/KgS的水平,那么推算出WS15的推力范围为17吨到18吨附近,比产品30稍大,两者的推力差别大概为1到2吨,军推推力为11吨到12吨之间。



大胆猜测一下,WS-15已经像F135那样为以后改变循环留出足够流量和空间余量了

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发表于 2019-3-17 13:43 超大游击队员 | 显示全部楼层
楼主一篇文章可捅了马蜂窝了,在超大说ws15已经服役那是政治不正确
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发表于 2019-3-17 14:05 | 显示全部楼层

RE: J20发动机的尾喷口

hill124 发表于 2019-3-17 11:17
不不不,这家伙在前面还有帖子,还做了视频,内容观点就是歼20用的WS10B是用WS15的核心机装AL31F的喷管和 ...

拼积木啊
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发表于 2019-3-17 14:38 | 显示全部楼层
这种一本正经的文章还是修仙吧
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